Dynamische Prozessmodelle für die Feinstzerkleinerung und -dispergierung

Projektbearbeitung: Greta Fragnière
Ein nennenswerter Teil des weltweiten Energiebedarfs wird für Zerkleinerungsprozesse bei der Verarbeitung von Feststoffen in unterschiedlichsten Industrien aufgewendet. Großen Anteil hieran haben die energetisch aufwendige Feinstzerkleinerung und -dispergierung, die vor allem in den üblicherweise nass betriebenen Rührwerkskugelmühlen durchgeführt werden. Für Mühlen allgemein existieren bereits sowohl empirisch als auch physikalisch begründete Modelle zur Beschreibung des Transportverhaltens, des Leistungseintrages und des Zerkleinerungsverhaltens. So kann über Populationsbilanzen die Partikelgrößenverteilung für einen schon bekannten Betriebszustand bei unterschiedlichen Zerkleinerungs- und Dispergierzeiten berechnet werden, wobei die Modellparameter über entsprechende Versuche ermittelt werden müssen. Bisherige Modelle sind auf den stationären Betrieb der Mühle beschränkt, d.h. es existieren kaum Modelle, die eine prädiktive dynamische Simulation unter Veränderung der Betriebsparameter erlauben. Für eine dynamische Simulation muss das Prozessmodell die Änderung von Betriebsparametern auf die Produktpartikelgrößenverteilung genauso abbilden können wie das Betriebsverhalten der Mühle. Für die Simulation des Zerkleinerungsprozesses mit Populationsbilanzen ist es sinnvoll, die Bruchwahrscheinlichkeit und Bruchfunktion in Abhängigkeit von strikt getrennten Material- und Maschinenfunktionen zu beschreiben. Durch die Verknüpfung der Populationsbilanzen mit dem am Institut entwickelten Beanspruchungsmodell soll der Effekt von Betriebsparameteränderungen auf die Partikelgrößenverteilung des Produktes im Rahmen des DFG-SPP beschrieben werden. Ergebnis der Entwicklung soll ein dynamisches und prädiktives Gesamtmodell sein, das Partikelgrößenverteilungen bei der Feinstzerkleinerung und- dispergierung beschreibt.


AG – Mitarbeiter

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